按位或运算符在转换为int32之前

Question

我在处理数组时注意到了这个问题。例如：

int32_t array[];
int16_t value = -4000;

当我尝试将值写入int32数组值的顶部和底部时，

array[0] = (value << 16) | value;

编译器在进行位移和按位或操作之前会先将值转换为32位的值。因此，如果16位的-4000被写入顶部和底部，顶部的值将是-1，底部的值将是-4000。

有没有办法将16位的-4000 OR进去，使得两个半部分都是-4000？这不是一个很大的问题。我只是好奇是否可以做到。

- helloworld4890

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编译器没有“强制转换”该值；它将其转换了。强制转换是您在源代码中编写的内容，用于告诉编译器进行转换。这被称为显式转换。编译器也可以在不需要强制转换的情况下进行一些转换。这被称为隐式转换。 - Pete Becker

Answer 1

在有些情况下，带符号类型的左移是有定义的。根据标准：

6.5.7/4 [...] 如果 E1 是带符号类型且非负值，并且 E1 × 2^E2 在结果类型中是可表示的，则该值为结果；否则，行为未定义。

根据这个定义，看起来你的代码存在未定义的行为。

- Giorgi Moniava

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@harold，我上面引用的话说如果值为负数，则行为是未定义的 - 我有所遗漏吗？ - Giorgi Moniava

嗯，是的，我想它确实是这么说的。好吧，这又是一篇支持“C语言有害”的文章。 - harold

Answer 2

没问题，只需要取消符号扩展即可：

array[0] = (value << 16) | (value & 0xFFFF);

不用担心，编译器应该可以合理处理这个。

为了避免移动负数：

array[0] = ((value & 0xFFFF) << 16) | (value & 0xFFFF);

幸运的是，这个额外无用的&（比右侧的更像NOP）不会出现在代码中。

- harold

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你应该避免使用链接缩短器：http://meta.stackoverflow.com/q/313621/1025391 - moooeeeep

@moooeeeep 哇，谢谢Meta..好吧，我会编辑成巨大的链接。 - harold

不要在有符号整数类型上添加更多的位运算，将有符号操作数首先转换为等于或大于unsigned int的无符号整数类型（例如uint32_t）会更有效和更安全，避免整数提升和转换的常见陷阱。 array [0] =（int32_t）（（（uint32_t）value <<16）|（uint32_t）value）;由于C中不能对小于int的类型执行算术运算，因此始终明确整数转换是一个好习惯。 - sendaran

@sendaran 除了那个不起作用。那么它真的更安全吗？那仍然会进行符号扩展。 - harold

@harold 抱歉，我被其他事情分心了，犯了一个错误。如果有符号类型的秩比 int 低，则需要将中间转换为相同大小的无符号类型以避免符号扩展，因此 array[0] = (int32_t)( ((uint32_t)(uint16_t)value << 16) | (uint32_t)(uint16_t)value );。如果您想要安全和明确，而不是依赖于编译器优化，C 可以在一些看似简单的东西上变得非常冗长。MISRA C 论坛上有一个相关的例子，但我现在找不到它了。 - sendaran

Answer 3

使用无符号数值：

const uint16_t uvalue = value
array[0] = (uvalue << 16) | uvalue;

- Jarod42

Answer 4

通常在面对这种问题时，我首先将结果值设为零，然后按位赋值。

因此代码应该是：

int32_t array[1];
int16_t value = -4000;
array[0] = 0x0000FFFF;
array[0] &= value;
array[0] |= (value << 16);

- Vality

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你仍然有问题，因为“value”被提升为“int”，并且存在问题的“0xFFFF”。 - Jarod42

@Jarod42 确实，那是一个问题。现在我想一下，对于后面的赋值来说，按位与更合理一些，让我修复代码。 - Vality

@Jarod42 这样做能解决问题吗？我认为可以，但再请一位专业人士帮忙确认一下。 - Vality

Answer 5

也要将16进行强制转换。否则int类型会感染。

array[0] = (value << (int16_t 16)) | value;

编辑：我手头没有编译器来测试。根据下面的评论，这可能不正确，但可以让您朝着正确的方向前进。

- David Goldfarb

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父级未平衡，而您仍然存在int提升。 （顺便说一下，有问题的是value） - Jarod42

是的，我不测试就评论，活该。 - David Goldfarb